JPWO2017159268A1 - 無段変速機の制御装置及び無段変速機の制御方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、実変速比が目標変速比になるように変速機（２０）のフィードバック変速制御を行うコントローラ（１２）を備える。該コントローラ（１２）は、フィードバックプライマリ指示圧の１次の進み補償を行う第１位相進み補償器（１３６）と、第１位相進み補償器（１３６）と直列に設けられ、フィードバックプライマリ指示圧の１次の進み補償を行う第２位相進み補償器（１３７）と、を有する。

Description

本発明は、無段変速機の制御装置及び無段変速機の制御方法に関する。

無段変速機の変速制御に関し、ＪＰ２００２−１０６７００Ａでは目標変速比に対する実変速比の応答遅れ分だけ目標変速比を進み補償する技術が開示されている。

無段変速機では、パワートレインの共振周波数で前後方向の揺さぶりを引き起こす前後振動が発生することがある。前後振動は、パワートレインのトルク変動に対して無段変速機の変速比の安定性が不足している場合に、トルク変動と無段変速機の変速とが連成して発生すると考えられる。このため、進み補償によって無段変速機の変速比の安定性を高めることで、前後振動を抑制することが考えられる。

ところがこの場合、進み補償のゲインが高いと変速制御が不安定になる結果、無段変速機を搭載する車両の挙動に影響が及ぶ虞がある。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたもので、変速制御の安定性を確保しつつ無段変速機の前後振動を改善することが可能な無段変速機の制御装置及び無段変速機の制御方法を提供することを目的とする。

本発明のある態様の無段変速機の制御装置は、無段変速機の状態を現す実値に基づいてフィードバック制御を行う無段変速機の制御装置であって、前記フィードバック制御の１次の進み補償を行う第１進み補償部と、前記第１進み補償部と直列に設けられ、前記フィードバック変速制御の１次の進み補償を行う第２進み補償部と、を有する。

本発明の別の態様によれば、無段変速機の状態を現す実値に基づいてフィードバック制御を行う無段変速機の制御方法であって、前記フィードバック制御の１次の進み補償を行うことと、前記フィードバック制御の１次の進み補償をさらに重ねて行うこと、を含む無段変速機の制御方法が提供される。

これらの態様によれば、２つの１次の進み補償によって２次の進み補償をシンプルに行うことができる。また、２次の進み補償を行うことで、１次の進み補償を行う場合よりも、ゲインを低くすることができる。このため、変速制御の安定性を確保しつつ無段変速機の前後振動を改善することができる。

図１は、変速機コントローラを含む車両の概略構成図である。 図２は、変速機コントローラの概略構成図である。 図３は、変速機コントローラの機能ブロック図の一例を示す図である。 図４は、位相進み補償器のボード線図の一例を示す図である。 図５は、位相進み補償器のゲイン変化の一例を示す図である。 図６は、周波数ずれが及ぼす影響の説明図である。 図７は、変速機コントローラが行う制御の一例をフローチャートで示す図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

図１は、変速機コントローラ１２を含む車両の概略構成図である。車両は動力源としてエンジン１を備える。エンジン１の動力は、パワートレインＰＴを構成するトルクコンバータ２、第１ギヤ列３、変速機４、第２ギヤ列５及び差動装置６を介して、駆動輪７へと伝達される。第２ギヤ列５には駐車時に変速機４の出力軸を機械的に回転不能にロックするパーキング機構８が設けられる。

トルクコンバータ２は、ロックアップクラッチ２ａを備える。ロックアップクラッチ２ａが締結されると、トルクコンバータ２における滑りがなくなり、トルクコンバータ２の伝達効率が向上する。以下では、ロックアップクラッチ２ａをＬＵクラッチ２ａと称す。

変速機４は、バリエータ２０を備える無段変速機である。バリエータ２０は、プライマリプーリであるプーリ２１と、セカンダリプーリであるプーリ２２と、プーリ２１、２２の間に掛け回されるベルト２３とを備える無段変速機構である。プーリ２１は主動側回転要素を構成し、プーリ２２は従動側回転要素を構成する。

プーリ２１、２２それぞれは、固定円錐板と、固定円錐板に対してシーブ面を対向させた状態で配置され固定円錐板との間にＶ溝を形成する可動円錐板と、可動円錐板の背面に設けられて可動円錐板を軸方向に変位させる油圧シリンダとを備える。プーリ２１は油圧シリンダとして油圧シリンダ２３ａを備え、プーリ２２は油圧シリンダとして油圧シリンダ２３ｂを備える。

油圧シリンダ２３ａ、２３ｂに供給される油圧を調整すると、Ｖ溝の幅が変化してベルト２３と各プーリ２１、２２との接触半径が変化し、バリエータ２０の変速比が無段階に変化する。バリエータ２０は、トロイダル型の無段変速機構であってもよい。

変速機４は、副変速機構３０をさらに備える。副変速機構３０は、前進２段・後進１段の変速機構であり、前進用変速段として、１速と、１速よりも変速比の小さな２速を有する。副変速機構３０は、エンジン１から駆動輪７に至るまでの動力伝達経路において、バリエータ２０と直列に設けられる。

副変速機構３０は、この例のようにバリエータ２０の出力軸に直接接続されていてもよいし、その他の変速ないしギヤ列等の動力伝達機構を介して接続されていてもよい。あるいは、副変速機構３０はバリエータ２０の入力軸側に接続されていてもよい。

車両にはさらに、エンジン１の動力の一部を利用して駆動されるオイルポンプ１０と、オイルポンプ１０がオイル供給によって発生させる油圧を調整して変速機４の各部位に供給する油圧制御回路１１と、油圧制御回路１１を制御する変速機コントローラ１２とが設けられる。

油圧制御回路１１は複数の流路、複数の油圧制御弁で構成される。油圧制御回路１１は、変速機コントローラ１２からの変速制御信号に基づき、複数の油圧制御弁を制御して油圧供給経路を切り換える。また、油圧制御回路１１は、オイルポンプ１０がオイル供給によって発生させる油圧から必要な油圧を調整し、調整した油圧を変速機４の各部位に供給する。これにより、バリエータ２０の変速、副変速機構３０の変速段の変更、ＬＵクラッチ２ａの締結・解放が行われる。

図２は、変速機コントローラ１２の概略構成図である。変速機コントローラ１２は、ＣＰＵ１２１と、ＲＡＭ・ＲＯＭからなる記憶装置１２２と、入力インターフェース１２３と、出力インターフェース１２４と、これらを相互に接続するバス１２５とを有して構成される。

入力インターフェース１２３には例えば、アクセルペダルの操作量を表すアクセル開度ＡＰＯを検出するアクセル開度センサ４１の出力信号、変速機４の入力側回転速度を検出する回転速度センサ４２の出力信号、プーリ２２の回転速度Ｎｓｅｃを検出する回転速度センサ４３の出力信号、変速機４の出力側回転速度を検出する回転速度センサ４４の出力信号が入力される。

変速機４の入力側回転速度は具体的には、変速機４の入力軸の回転速度、したがってプーリ２１の回転速度Ｎｐｒｉである。変速機４の出力側回転速度は具体的には、変速機４の出力軸の回転速度、したがって副変速機構３０の出力軸の回転速度である。変速機４の入力側回転速度は、例えばトルクコンバータ２のタービン回転速度など、変速機４との間にギヤ列等を挟んだ位置の回転速度であってもよい。変速機４の出力側回転速度についても同様である。

入力インターフェース１２３にはさらに、車速ＶＳＰを検出する車速センサ４５の出力信号、変速機４の油温ＴＭＰを検出する油温センサ４６の出力信号、セレクトレバーの位置を検出するインヒビタスイッチ４７の出力信号、エンジン１の回転速度Ｎｅを検出する回転速度センサ４８の出力信号、変速機４の変速範囲を１よりも小さい変速比に拡大するためのＯＤスイッチ４９の出力信号、ＬＵクラッチ２ａへの供給油圧を検出する油圧センサ５０の出力信号などが入力される。入力インターフェース１２３には、エンジン１が備えるエンジンコントローラ５１から、エンジントルクＴｅのトルク信号も入力される。

記憶装置１２２には、変速機４の変速制御プログラム、変速制御プログラムで用いる各種マップ等が格納されている。ＣＰＵ１２１は、記憶装置１２２に格納されている変速制御プログラムを読み出して実行し、入力インターフェース１２３を介して入力される各種信号に基づき変速制御信号を生成する。また、ＣＰＵ１２１は、生成した変速制御信号を出力インターフェース１２４を介して油圧制御回路１１に出力する。ＣＰＵ１２１が演算処理で使用する各種値、ＣＰＵ１２１の演算結果は記憶装置１２２に適宜格納される。

ところで、変速機４では、パワートレインＰＴの共振周波数であるＰＴ共振周波数Ｆｐｔで前後振動が発生することがある。前後振動は、パワートレインＰＴのトルク変動に対して、変速機４の変速比の安定性が不足している場合に、トルク変動と変速機４の変速とが連成して発生すると考えられる。このため、進み補償によって変速機４の変速比の安定性を高めることで、前後振動を抑制することが考えられる。

ところがこの場合、進み補償のゲインが高いと変速制御が不安定になる結果、変速機４を搭載する車両の挙動に影響が及ぶことが懸念される。

このため、コントローラ１２は、以下で説明するように変速制御を行う。以下では、変速機４の変速比としてバリエータ２０の変速比Ｒａｔｉｏを用いて説明する。変速比Ｒａｔｉｏは、後述する実変速比Ｒａｔｉｏ＿Ａ、目標変速比Ｒａｔｉｏ＿Ｄ及び到達変速比Ｒａｔｉｏ＿Ｔを含むバリエータ２０の変速比の総称であり、これらのうち少なくともいずれかであることを含む。プーリ２１への供給油圧であるプライマリ圧Ｐｐｒｉについても同様である。変速機４の変速比は、バリエータ２０及び副変速機構３０全体の変速比であるスルー変速比とされてもよい。以下では、変速機コントローラ１２を単にコントローラ１２と称す。

図３は、変速制御の要部を示すコントローラ１２の機能ブロック図の一例を示す図である。コントローラ１２は、目標値生成部１３１と、ＦＢ補償器１３２と、進み補償オンオフ決定部１３３と、進み量決定部１３４と、進み量フィルタ部１３５と、第１進み補償部である第１位相進み補償器１３６と、第２進み補償部である第２位相進み補償器１３７と、スイッチ部１３８と、オンオフ指令フィルタ部１３９と、センサ値フィルタ部１４０と、ピーク値周波数決定部１４１とを有する。ＦＢはフィードバックの略である。

目標値生成部１３１は、変速制御の目標値を生成する。目標値は具体的には、変速比Ｒａｔｉｏを変速制御値とした最終目標変速制御値である到達変速比Ｒａｔｉｏ＿Ｔに基づく目標変速比Ｒａｔｉｏ＿Ｄとされる。変速制御値は例えば、制御パラメータとしてのプライマリ圧Ｐｐｒｉとされてもよい。

到達変速比Ｒａｔｉｏ＿Ｔは、変速マップで車両の運転状態に応じて予め設定されている。このため、目標値生成部１３１は、検出された運転状態に基づき、対応する到達変速比Ｒａｔｉｏ＿Ｔを変速マップから読み出す。車両の運転状態は具体的には、車速ＶＳＰ及びアクセル開度ＡＰＯとされる。

目標値生成部１３１は、到達変速比Ｒａｔｉｏ＿Ｔに基づき、目標変速比Ｒａｔｉｏ＿Ｄを算出する。目標変速比Ｒａｔｉｏ＿Ｄは、到達変速比Ｒａｔｉｏ＿Ｔになるまでの間の過渡的な目標変速比であり、目標変速制御値を構成する。算出された目標変速比Ｒａｔｉｏ＿Ｄは、ＦＢ補償器１３２に入力される。

ＦＢ補償器１３２は、変速比Ｒａｔｉｏの実値である実変速比Ｒａｔｉｏ＿Ａ、目標変速比Ｒａｔｉｏ＿Ｄに基づき、フィードバック指令値を算出する。フィードバック指令値は、例えば、実変速比Ｒａｔｉｏ＿Ａと目標変速比Ｒａｔｉｏ＿Ｄの誤差を埋めるためのフィードバックプライマリ指示圧Ｐｐｒｉ＿ＦＢである。算出されたフィードバック指令値（フィードバックプライマリ指示圧Ｐｐｒｉ＿ＦＢ）は、進み量決定部１３４と、第１位相進み補償器１３６に入力される。

進み補償オンオフ決定部１３３は、フィードバックプライマリ指示圧Ｐｐｒｉ＿ＦＢの位相進み補償のオンオフ、つまり位相進み補償の実行・停止を決定する。進み補償オンオフ決定部１３３は、プーリ状態値Ｍに応じて、位相進み補償のオンオフを決定する。プーリ状態値Ｍは、プーリ２１、２２が、前後振動が発生する状態であるか否かを判定するための値であり、回転速度Ｎｐｒｉ、プーリ２２への入力トルクＴｓｅｃ、変速比Ｒａｔｉｏ、及び変速比Ｒａｔｉｏの変化率αを含む。

入力トルクＴｓｅｃは例えば、エンジン１及びプーリ２２間に設定された変速比、したがって本実施形態では第１ギヤ列３のギヤ比及びバリエータ２０の変速比をエンジントルクＴｅに乗じた値として算出することができる。変速比Ｒａｔｉｏには、実変速比Ｒａｔｉｏ＿Ａ及び目標変速比Ｒａｔｉｏ＿Ｄを適用することができる。変速比Ｒａｔｉｏは、実変速比Ｒａｔｉｏ＿Ａまたは目標変速比Ｒａｔｉｏ＿Ｄとされてもよい。

進み補償オンオフ決定部１３３は、プーリ状態値Ｍに加えてさらに、ＬＵクラッチ２ａの締結状態と、変速機４に対するドライバ操作の状態と、フェールの有無とに応じて、フィードバックプライマリ指示圧Ｐｐｒｉ＿ＦＢの位相進み補償のオンオフを決定する。進み補償オンオフ決定部１３３が行う位相進み補償のオンオフの決定方法については、具体的にはフローチャートを用いて後述する。

進み補償オンオフ決定部１３３は、位相進み補償のオンを決定した場合にはオン指令を出力し、位相進み補償のオフを決定した場合にはオフ指令を出力する。以下では、オン指令、オフ指令を総称する場合には、オンオフ指令と称す。オンオフ指令は、進み補償オンオフ決定部１３３から、進み量決定部１３４と、オンオフ指令フィルタ部１３９とに入力される。

進み量決定部１３４は、フィードバックプライマリ指示圧Ｐｐｒｉ＿ＦＢを位相進み補償するための進み量Ａを決定する。進み量決定部１３４は、オンオフ指令に応じて進み量Ａｐｋを決定する。進み量決定部１３４は、オフ指令が入力された場合に進み量Ａｐｋをゼロに決定する。進み量決定部１３４は、オン指令が入力された場合に進み量Ａｐｋを第１進み量Ａｐｋ１又は第２進み量Ａｐｋ２に決定する。

第１進み量Ａｐｋ１は、後述する１次の位相進み補償を行う場合に対応させて設定され、第２進み量Ａｐｋ２は、後述する２次の位相進み補償を行う場合に対応させて設定される。第２進み量Ａｐｋ２は、第１進み量Ａｐｋ１の１／２とされる。第１進み量Ａｐｋ１は例えば、８０ｄｅｇであり一定値とすることができる。第１進み量Ａｐｋ１は、実験等により予め設定することができる。進み量Ａｐｋは、進み量決定部１３４から進み量フィルタ部１３５に入力される。

進み量フィルタ部１３５は、進み量Ａｐｋのフィルタ処理を行う。進み量フィルタ部１３５は、省略されてもよい。進み量フィルタ部１３５からは、第１位相進み補償器１３６と、第２位相進み補償器１３７と、スイッチ部１３８とに進み量Ａｐｋが入力される。

第１位相進み補償器１３６と第２位相進み補償器１３７とには、ピーク値周波数決定部１４１からピーク値周波数Ｆｐｋも入力される。ピーク値周波数Ｆｐｋは、位相進み補償で狙いの周波数に応じて設定される周波数である。狙いの周波数は具体的には、ＰＴ共振周波数Ｆｐｔである。このため、ピーク値周波数Ｆｐｋは例えば、ＰＴ共振周波数Ｆｐｔに設定される。ピーク値周波数Ｆｐｋは例えば、２Ｈｚであり一定値、つまり固定とされる。但し、ピーク値周波数Ｆｐｋに狙いの周波数として設定されるＰＴ共振周波数Ｆｐｔは、実際のＰＴ共振周波数Ｆｐｔとは必ずしも一致しない。

第１位相進み補償器１３６と第２位相進み補償器１３７とはともに、入力された進み量Ａｐｋ、さらには入力されたピーク値周波数Ｆｐｋに基づき、フィードバックプライマリ指示圧Ｐｐｒｉ＿ＦＢの１次の位相進み補償を行う。フィードバックプライマリ指示圧Ｐｐｒｉ＿ＦＢの位相進み補償を行うことで、変速機４のフィードバック変速制御の位相進み補償が行われる。第１位相進み補償器１３６と第２位相進み補償器１３７とは具体的には、１次のローパスフィルタで構成され、入力された進み量Ａｐｋ、さらには入力されたピーク値周波数Ｆｐｋに応じたフィルタ処理を行うことで、フィードバックプライマリ指示圧Ｐｐｒｉ＿ＦＢの１次の位相進み補償を行う。

第２位相進み補償器１３７は、第１位相進み補償器１３６と直列に設けられる。第２位相進み補償器１３７には、第１位相進み補償器１３６によって１次の位相進み補償が行われたフィードバックプライマリ指示圧Ｐｐｒｉ＿ＦＢが入力される。

したがって、第２位相進み補償器１３７は、フィードバックプライマリ指示圧Ｐｐｒｉ＿ＦＢの１次の位相進み補償を行う場合に、１次の位相進み補償をさらに重ねて行う。これにより、フィードバックプライマリ指示圧Ｐｐｒｉ＿ＦＢの２次の位相進み補償が行われる。

スイッチ部１３８は、入力された進み量Ａｐｋに応じて、第１位相進み補償器１３６と第２位相進み補償器１３７とで位相進み補償を行う場合、つまり２次の位相進み補償を行う場合と、第１位相進み補償器１３６のみで位相進み補償を行う場合、つまり１次の位相進み補償を行う場合とを切り替える。

図４は、位相進み補償器のボード線図の一例を示す図である。図５は、位相進み補償器の所定周波数におけるゲイン変化の一例を示す図である。図４において、横軸は周波数を対数で示す。図４、図５において、細線Ｃ１は１次の位相進み補償器の場合を示し、太線Ｃ２は２次の位相進み補償器の場合を示す。１次、２次の場合ともに、位相進み補償器は、ピーク値周波数Ｆｐｋで進み量Ａが第１進み量Ａｐｋ１になるように設定されている。第１位相進み補償器１３６及び第２位相進み補償器１３７からなる位相進み補償器では、２次の位相進み補償を行う場合に、第１位相進み補償器１３６及び第２位相進み補償器１３７それぞれの進み量Ａｐｋを第２進み量Ａｐｋ２とすることで、ピーク値周波数Ｆｐｋに応じた進み量Ａが第１進み量Ａｐｋ１とされる。

図５に示すように、ゲインＧは、１次、２次の場合ともに、進み量Ａが大きくなると大きくなる。但し、進み量Ａが所定値Ａ１を超えたあたりからは、進み量Ａが大きくなるほど、１次のゲインＧの上昇率に対して２次のゲインＧの上昇率は小さくなる。つまり、位相進み補償の２次化によるゲイン抑制効果は、進み量Ａが所定値Ａ１よりも大きい場合に得られる。

図４に示すように、進み量Ａが所定値Ａ１より小さい場合、位相進み補償の２次化によって、ゲイン抑制効果が得られない一方で、ピーク値周波数Ｆｐｋの両側で進み量Ａが大きく減少するという作用は生じることになる。結果、実際のＰＴ共振周波数Ｆｐｔ及びピーク値周波数Ｆｐｋ間の周波数ずれによって進み量Ａが減少し易くなり、変速比Ｒａｔｉｏの安定性を向上させる効果、つまり制振効果が減少し易くなる。

このため、進み量Ａが所定値Ａ１よりも小さい場合には、１次の位相進み補償を行うことで、周波数ずれによって制振効果が減少し易くなる事態を避けることができる。所定値Ａ１は、図５に示すような進み量Ａに応じたゲインＧの変化特性に基づき、予め設定することができる。所定値Ａ１は、位相進み補償の２次化によるゲイン抑制効果が得られる範囲内で、好ましくは最小値に設定することができる。

このように位相進み補償を行うにあたり、図３に示す進み量決定部１３４とスイッチ部１３８とは具体的には次のように構成される。

すなわち、進み量決定部１３４は、入力されたフィードバックプライマリ指示圧Ｐｐｒｉ＿ＦＢに基づきフィードバックプライマリ指示圧Ｐｐｒｉ＿ＦＢの１次の位相進み補償の進み量Ａを算出する。そして、進み量決定部１３４は、進み量Ａが所定値Ａ１よりも小さい場合に１次の位相進み補償を行うと判断し、進み量Ａｐｋを第１進み量Ａｐｋ１に決定する。また、進み量決定部１３４は、進み量Ａが所定値Ａ１以上の場合に２次の位相進み補償を行うと判断し、進み量Ａｐｋを第２進み量Ａｐｋ２に決定する。進み量Ａは、マップデータ等で予め設定することができる。

スイッチ部１３８は、第１進み量Ａｐｋ１が入力された場合に、第１位相進み補償器１３６のみで位相進み補償を行うように切り替えを行う。また、スイッチ部１３８は、第２進み量Ａｐｋ２が入力された場合に、第１位相進み補償器１３６と第２位相進み補償器１３７とで位相進み補償を行うように切り替えを行う。

このように構成することで、第１位相進み補償器１３６及び第２位相進み補償器１３７は、進み量Ａに応じて第１位相進み補償器１３６のみで位相進み補償を行うように構成される。また、第１位相進み補償器１３６及び第２位相進み補償器１３７は、進み量Ａが所定値Ａ１よりも小さい場合に、第１位相進み補償器１３６のみで位相進み補償を行うように構成される。また、第１位相進み補償器１３６及び第２位相進み補償器１３７は、進み量Ａが所定値Ａ１以上の場合に、第１位相進み補償器１３６及び第２位相進み補償器１３７で位相進み補償を行うように構成される。進み量決定部１３４は、進み量Ａｐｋの代わりに進み量Ａをスイッチ部１３８に入力してもよく、スイッチ部１３８は、このようにして入力された進み量Ａに基づき切り替えを行ってもよい。

アクチュエータ１１１には、スイッチ部１３８から選択されたフィードバックプライマリ指示圧Ｐｐｒｉ＿ＦＢと目標変速比Ｒａｔｉｏ＿Ｄに基づいて設定された図示しないプライマリ指示圧Ｐｐｒｉ＿ＦＦ（バランス推力や変速比を決定する目標プライマリ指示圧）が入力される。アクチュエータ１１１は例えば、油圧制御回路１１に設けられたプライマリ圧Ｐｐｒｉを制御するプライマリ圧制御弁であり、プライマリ圧Ｐｐｒｉの実圧Ｐｐｒｉ＿Ａが目標変速比Ｒａｔｉｏ＿Ｄに応じた指示圧Ｐｐｒｉ＿Ｄになるようにプライマリ圧Ｐｐｒｉを制御する。これにより、実変速比Ｒａｔｉｏ＿Ａが目標変速比Ｒａｔｉｏ＿Ｄになるように変速比Ｒａｔｉｏが制御される。

センサ部４０は、バリエータ２０の実変速比Ｒａｔｉｏ＿Ａを検出する。センサ部４０は具体的には、回転速度センサ４２及び回転速度センサ４３で構成されている。センサ部４０が検出した変速比の実値（センサ値）である実変速比Ｒａｔｉｏ＿Ａは、センサ値フィルタ部１４０に入力される。センサ値フィルタ部１４０には、オンオフ指令のフィルタ処理を行うオンオフ指令フィルタ部１３９を介して、オンオフ指令も入力される。オンオフ指令フィルタ部１３９は省略されてもよい。

センサ値フィルタ部１４０は、実変速比Ｒａｔｉｏ＿Ａのフィルタ処理を行う。センサ値フィルタ部１４０は、オンオフ指令に応じて、フィルタ処理の次数又は実行・停止が切り替えられる。センサ値フィルタ部１４０は、オフ指令が入力された場合に１次のローパスフィルタとされ、オン指令が入力された場合に高次のローパスフィルタとされるか、或いはフィルタ処理を停止する。センサ値フィルタ部１４０は例えば、フィルタ処理の実行・停止又は次数を切り替え可能に設けられた１又は複数の１次のローパスフィルタを有した構成とすることができる。センサ値フィルタ部１４０がフィルタ処理した実変速比Ｒａｔｉｏ＿Ａ又はそのままの実変速比Ｒａｔｉｏ＿Ａが、ＦＢ補償器１３２に入力される。

ピーク値周波数決定部１４１は、位相進み補償のピーク値周波数Ｆｐｋを決定する。ピーク値周波数決定部１４１は、変速比Ｒａｔｉｏに応じて、位相進み補償のピーク値周波数Ｆｐｋを決定する。具体的には、進み量Ａｐｋ１が入力された場合、つまり１次の位相進み補償を行う場合、ピーク値周波数Ｆｐｋは、変速比Ｒａｔｉｏに基づいて決まるＰＴ共振周波数Ｆｐｔに設定される。

但し、前述したように、ピーク値周波数Ｆｐｋに狙いの周波数として設定されるＰＴ共振周波数Ｆｐｔは、実際のＰＴ共振周波数Ｆｐｔとは必ずしも一致しない。結果、２次の位相進み補償を行う場合には、実際のＰＴ共振周波数Ｆｐｔ及びピーク値周波数Ｆｐｋ間の周波数ずれによって、次に説明するように進み量Ａが減少する事態が発生する。

図６は、ピーク値周波数Ｆｐｋのずれが及ぼす影響の説明図である。図４と同様、横軸は周波数を対数で示す。ＰＴ共振周波数Ｆｐｔ１は、ピーク値周波数Ｆｐｋよりも実際のＰＴ共振周波数Ｆｐｔが低かった場合を示し、ＰＴ共振周波数Ｆｐｔ２は、ピーク値周波数Ｆｐｋよりも実際のＰＴ共振周波数Ｆｐｔが高かった場合を示す。これらの間で周波数のずれ量の大きさＦＡは同じである。

図６に示すように、２次の位相進み補償を行う場合、ずれ量の大きさＦＡが同じでも、実際のＰＴ共振周波数ＦｐｔがＰＴ共振周波数Ｆｐｔ１であった場合のほうがＰＴ共振周波数Ｆｐｔ２であった場合であった場合よりも、進み量Ａの減少量は大きくなる。

このため、ピーク値周波数決定部１４１は、第２進み量Ａｐｋ２が入力された場合、つまり２次の位相進み補償を行う場合に、１次の位相進み補償を行う場合よりもピーク値周波数Ｆｐｋを低くすることで、周波数ずれのずれ方向によって、偏った態様で進み量Ａが大きく減少しないようにする。

次に、コントローラ１２が行う処理の一例を図７に示すフローチャートを用いて説明する。本フローチャートの処理は具体的には、進み補償オンオフ決定部１３３によって行われる。

ステップＳ１からステップＳ５までの処理は、パワートレインＰＴの共振が起きるか否かを判定する処理であり、換言すれば、変速機４の前後振動が発生するか否かを判定する処理である。以下では、パワートレインＰＴの共振をＰＴ共振と称す。

ステップＳ１で、コントローラ１２は、プーリ状態値Ｍが、前後振動が発生する値であるか否かを判定する。つまり、ステップＳ１では、プーリ２１、２２の状態が、前後振動が発生する状態であるか否かが判定される。ステップＳ１で、コントローラ１２は具体的には、プーリ状態値Ｍである回転速度Ｎｐｒｉ、入力トルクＴｓｅｃ、変速比Ｒａｔｉｏ、及び変速比Ｒａｔｉｏの変化率αそれぞれにつき、次のような判定を行う。

回転速度Ｎｐｒｉ及び入力トルクＴｓｅｃにつき、コントローラ１２は、回転速度Ｎｐｒｉ及び入力トルクＴｓｅｃに応じた動作点がこれらに応じて規定された判定領域にあるか否かを判定する。コントローラ１２は、動作点が判定領域にある場合に、回転速度Ｎｐｒｉ及び入力トルクＴｓｅｃがともに、前後振動発生値であると判定する。動作点が判定領域にある場合は、換言すれば、プーリ２１、２２が外乱に弱い状態、すなわち変速比Ｒａｔｉｏの安定性が不足している場合である。判定領域は実験等により予め設定することができる。

変速比Ｒａｔｉｏにつき、コントローラ１２は、変速比Ｒａｔｉｏが所定変速比Ｒａｔｉｏ１よりも大きい場合、換言すれば所定変速比Ｒａｔｉｏ１よりもＬｏｗである場合に、変速比Ｒａｔｉｏが前後振動発生値であると判定する。所定変速比Ｒａｔｉｏ１は、前後振動が発生する変速比を規定するための値であり、例えば１である。所定変速比Ｒａｔｉｏ１は、実験等により予め設定することができる。

変化率αにつき、コントローラ１２は、変速比Ｒａｔｉｏの変化率αが所定値α１よりも小さい場合に、変化率αが前後振動発生値であると判定する。所定値α１は、前後振動が発生する変化率αを規定するための値であり、変化率αが所定値α１よりも小さい場合は、変速比Ｒａｔｉｏが定常状態である場合に対応する。所定値α１は、実験等により予め設定することができる。

ステップＳ１で、コントローラ１２は、これらのプーリ状態値Ｍすべてが前後振動発生値であると判定した場合に肯定判定し、これらのプーリ状態値Ｍのいずれかが前後振動発生値でないと判定した場合に否定判定する。

ステップＳ１で否定判定の場合、処理はステップＳ５に進み、コントローラ１２は、ＰＴ共振は起きないと判定する。したがって、前後振動は発生しないと判定される。この場合、処理はステップＳ１０に進み、コントローラ１２は、位相進み補償をオフにする。ステップＳ１０の後には、本フローチャートの処理は終了する。

ステップＳ１で肯定判定の場合、処理はステップＳ２に進み、コントローラ１２は、ＬＵクラッチ２ａが締結されているか否かを判定する。これにより、ＬＵクラッチ２ａの締結状態に応じて、位相進み補償のオンオフが決定されることになる。

ステップＳ２で否定判定であれば、ＬＵクラッチ２ａが締結されていないので、前後振動は発生しないと判断される。この場合、処理はステップＳ５に進む。ステップＳ２で肯定判定であれば、ＬＵクラッチ２ａの状態は、前後振動が発生する状態であると判断される。この場合、処理はステップＳ３に進む。

ステップＳ３で、コントローラ１２は、変速機４に対するドライバ操作の状態が所定状態であるか否かを判定する。所定状態は、変速比Ｒａｔｉｏが所定変速比Ｒａｔｉｏ１よりも大きくなる第１操作状態と、変速比Ｒａｔｉｏが定常状態になる第２操作状態とのうち少なくともいずれかを含む。

第１操作状態は例えば、ＯＤスイッチ４９がＯＦＦの状態である。第２操作状態は、セレクトレバーによってマニュアルレンジが選択されている状態や、スポーツモード等のマニュアルモードが選択されている状態など、ドライバ操作によって変速比Ｒａｔｉｏが固定される状態である。

ドライバ操作の状態が所定状態であるか否かを判定することで、変速比Ｒａｔｉｏが所定変速比Ｒａｔｉｏ１よりも継続的に大きくなることや、変速比Ｒａｔｉｏが継続的に定常状態になることを判定することができる。したがって、変速比Ｒａｔｉｏが、前後振動が発生する状態であることをより確実に判定することができる。

ステップＳ３で否定判定であれば、ドライバ操作の状態が所定状態でないので、前後振動は発生しないと判断される。この場合、処理はステップＳ５に進む。ステップＳ３で肯定判定であれば、処理はステップＳ４に進む。

ステップＳ４で、コントローラ１２は、ＰＴ共振が起きると判定する。したがって、前後振動が発生すると判定される。ステップＳ４の後には、処理はステップＳ６に進む。

ステップＳ６からステップＳ８では、位相進み補償をオンにできる状態か否かの判定が行われる。換言すれば、位相進み補償の実行の可否が判定される。

ステップＳ６で、コントローラ１２は、フェールがあるか否かを判定する。フェールは例えば、変速機４の変速制御に用いられる油圧制御回路１１やセンサ・スイッチ類のフェールを含む変速機４についてのフェールとすることができる。フェールは、変速機４についてのフェールを含む車両のフェールであってもよい。

ステップＳ６で肯定判定であれば、処理はステップＳ８に進み、コントローラ１２は、位相進み補償をオンにしてはいけないと判定する。つまり、位相進み補償の実行禁止判定が下される。ステップＳ８の後には、処理はステップＳ１０に進む。

ステップ６で否定判定であれば、処理はステップＳ７に進み、コントローラ１２は、位相進み補償をオンにしてよいと判定する。つまり、位相進み補償の実行許可判定が下される。この場合、処理はステップＳ９に進み、コントローラ１２は、位相進み補償をオンにする。ステップＳ９の後には、本フローチャートの処理は終了する。

進み補償オンオフ決定部１３３は、スイッチ部１３８とともに、プーリ状態値Ｍに応じて、第１位相進み補償器１３６及び第２位相進み補償器１３７の少なくともいずれかによって進み補償が行われたフィードバックプライマリ指示圧Ｐｐｒｉ＿ＦＢをフィードバックプライマリ指示圧Ｐｐｒｉ＿ＦＢとして設定する設定部を構成する。第１位相進み補償器１３６及び第２位相進み補償器１３７の少なくともいずれかは、フィードバックプライマリ指示圧Ｐｐｒｉ＿ＦＢの進み補償を行う進み補償部を構成する。進み補償が行われたフィードバックプライマリ指示圧Ｐｐｒｉ＿ＦＢは、補償後のフィードバックプライマリ指示圧Ｐｐｒｉ＿ＦＢを構成する。

次に、コントローラ１２の主な作用効果について説明する。

コントローラ１２は、実変速比Ｒａｔｉｏ＿Ａが目標変速比Ｒａｔｉｏ＿Ｄになるように変速機４のフィードバック変速制御を行う無段変速機の制御装置を構成する。コントローラ１２は、フィードバックプライマリ指示圧Ｐｐｒｉ＿ＦＢの１次の位相進み補償を行う第１位相進み補償器１３６と、第１位相進み補償器１３６と直列に設けられ、フィードバックプライマリ指示圧Ｐｐｒｉ＿ＦＢの１次の位相進み補償を行う第２位相進み補償器１３７と、を有する。

このような構成のコントローラ１２によれば、２つの１次の位相進み補償によって２次の位相進み補償をシンプルに行うことができる。また、２次の位相進み補償を行うことで、１次の位相進み補償を行う場合よりも、ゲインＧを低くすることができる。このため、変速制御の安定性を確保しつつ変速機４の前後振動を改善することができる。

コントローラ１２では、第１位相進み補償器１３６及び第２位相進み補償器１３７は、進み量Ａに応じて第１位相進み補償器１３６のみで位相進み補償を行うように構成される。このような構成のコントローラ１２によれば、進み量Ａによっては２次の位相進み補償を行うとゲインＧの抑制効果が得られないだけでなく、実際のＰＴ共振周波数Ｆｐｔ及びピーク値周波数Ｆｐｋ間の周波数ずれによって制振効果が損なわれる事態を改善することができる。

コントローラ１２では、第１位相進み補償器１３６及び第２位相進み補償器１３７は、進み量Ａが所定値Ａ１よりも小さい場合に、第１位相進み補償器１３６のみで位相進み補償を行うように構成される。このような構成のコントローラ１２によれば、上述の事態を適切に改善することができる。

コントローラ１２は、２次の位相進み補償を行う場合に、１次の位相進み補償を行う場合よりも、ピーク値周波数Ｆｐｋを低くする。このような構成のコントローラ１２によれば、２次の位相進み補償を行う場合に、周波数ずれのずれ方向によって、偏った態様で進み量Ａが大きく減少しないようにすることができる。このため、２次の位相進み補償を行う場合に、周波数ずれによって制振効果が大きく損なわれないようにすることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

上述した実施形態では、進み補償オンオフ決定部１３３が、回転速度Ｎｐｒｉ、入力トルクＴｓｅｃ、変速比Ｒａｔｉｏ、及び変化率αの４つのパラメータすべてに応じて、フィードバックプライマリ指示圧Ｐｐｒｉ＿ＦＢの位相進み補償のオンオフを決定する場合について説明した。

しかしながら、進み補償オンオフ決定部１３３は、入力トルクＴｓｅｃ、変速比Ｒａｔｉｏ、及び変化率αのうち少なくともいずれかのパラメータに応じて、位相進み補償のオンオフを決定するように構成されてもよい。この場合でも、当該パラメータとの関係で変速機４の変速安定性を適切に高めることで、前後振動を改善することができる。

上述した実施形態では、コントローラ１２が、進み量Ａが所定値Ａ１よりも小さい場合に、第１位相進み補償器１３６のみで位相進み補償を行うように構成される場合について説明した。しかしながら、コントローラ１２は、第２位相進み補償器１３７のみで１次の位相進み補償を行うように構成されてもよい。

また、上述した実施形態では、目標変速比Ｒａｔｉｏ＿Ｄと実変速比Ｒａｔｉｏ＿Ａとに基づいてフィードバック制御を行う、所謂、サーボ系のフィードバック制御を行うＦＢ補償器１３２を用いる場合について説明した。しかしながら、サーボ系のフィードバック制御に限らず、例えば、入力トルクの変動に応じてフィードバック制御を行うＦＢ補償器を用いる構成としてもよい。

上述した実施形態では、コントローラ１２が無段変速機の制御装置として構成される場合について説明した。しかしながら、無段変速機の制御装置は例えば、複数のコントローラで実現されてもよい。

本願は２０１６年３月１７日に日本国特許庁に出願された特願２０１６−５３３０７に基づく優先権を主張し、この出願のすべての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (5)

1. 無段変速機の状態を現す実値に基づいてフィードバック制御を行う無段変速機の制御装置であって、
   前記フィードバック制御の１次の進み補償を行う第１進み補償部と、
   前記第１進み補償部と直列に設けられ、前記フィードバック制御の１次の進み補償を行う第２進み補償部と、
   を有する無段変速機の制御装置。
2. 請求項１に記載の無段変速機の制御装置であって、
   前記第１進み補償部及び前記第２進み補償部は、前記フィードバック制御を進み補償するための進み量に応じて、前記第１進み補償部及び前記第２進み補償部のうちいずれかで進み補償を行うように構成される、
   無段変速機の制御装置。
3. 請求項２に記載の無段変速機の制御装置であって、
   前記第１進み補償部及び前記第２進み補償部は、前記進み量が所定値よりも小さい場合に、前記第１進み補償部及び前記第２進み補償部のうちいずれかで進み補償を行うように構成される、
   無段変速機の制御装置。
4. 請求項１から３いずれか１項に記載の無段変速機の制御装置であって、
   前記第１進み補償部及び前記第２進み補償部で進み補償を行う場合に、前記第１進み補償部及び前記第２進み補償部のいずれかで進み補償を行う場合よりも、進み補償のピーク値周波数を低くするピーク値周波数決定部、
   をさらに有する無段変速機の制御装置。
5. 無段変速機の状態を現す実値に基づいてフィードバック制御を行う無段変速機の制御方法であって、
   前記フィードバック制御の１次の進み補償を行うことと、
   前記フィードバック制御の１次の進み補償をさらに重ねて行うこと、
   を含む無段変速機の制御方法。

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